實驗三、四、五實驗報告參考模板

1、實驗三.三相鼠籠異步電動機的工作特性一. 實驗目的1. 掌握三相異步電機的空載、堵轉(zhuǎn)和負載試驗的方法。2. 用直接負載法測取三相鼠籠異步電動機的工作特性。3. 測定三相籠型異步電動機的參數(shù)。二. 預習要點1. 異步電動機的工作特性指哪些特性？2. 異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？3. 工作特性和參數(shù)的測定方法。三. 實驗項目1. 空載試驗。2. 短路試驗。3. 負載試驗。四. 實驗設備及儀器1. NMCL系列電機教學實驗臺主控制屏。2. 電機導軌及測功機、矩矩轉(zhuǎn)速測量(MMEL-13)。3. 交流功率、功率因數(shù)表(MMEL-001A)。4. 直流電壓、毫安、安培表(MME

2、L-06)。5. 三相可調(diào)電阻器900Q(NMEL-03)。6. 旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(MMEL-05B)。7. 三相鼠籠式異步電動機M04。實驗方法及步驟1.空載試驗測量電路如圖3-3所示。電機定子繞組接線如圖3-4所示，電機繞組為接法(Un=220伏)，S開關扳到左邊，且電機不同測功機同軸聯(lián)接，不帶測功機。a. 起動電壓前，把交流電壓調(diào)節(jié)旋鈕退至零位，然后接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉(zhuǎn)，觀察電機旋轉(zhuǎn)方向。并使電機旋轉(zhuǎn)方向為正。b. 保持電動機在額定電壓下空載運行數(shù)分鐘，使機械損耗達到穩(wěn)定后再進行試驗。c. 在電動機在額定電壓下讀取空載電壓、空載電流、空載功率。主壁1屏三相交流電源躺出關

3、圖3書三相異步電動機實驗接線圖圖34異步電動機定子繞狼接線圖表3-1Uoc(V)Iol(A)Po(W)cosUABUbcUcaUolIaIbIcIolPiPiiPo220.2219.5220.7220.130.2710.2750.2760.27442.44-15.826.640.4417短路實驗線路圖同上。將測功機和三相異步電機同軸聯(lián)接。a. 將三相調(diào)壓器退至零位，將起子插入測功機堵轉(zhuǎn)孔中，使測功機定轉(zhuǎn)子堵住。b. 合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至短路電流到額定電流。a.在電機額定電流下讀取短路電壓、短路電流、短路功率。做完實驗后，注意取出測功機堵轉(zhuǎn)孔中的起子。表3-2Uoc(V)Iol

4、(A)Po(W)coskUabUbcUcaUkIaIBIcIkPiPiiPk62.9862.8662.8262.870.4760.4730.4820.47725.16-1.623.560.78563.負載實驗選用設備和測量接線同空載試驗。實驗開始前，MMEL-13中的“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設定”旋鈕逆時針到底。a.合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓，并在試驗中保持此額定電壓不變。b.調(diào)節(jié)測功機“轉(zhuǎn)矩設定”旋鈕使之加載，使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。序號Iol(A)Po(W)T2(N.m)n(r/min)P2(W

5、)IAIbIcIiPiPiiPi10.5950.5920.6080.345128.449.46177.860.971365139.0320.50.4960.5100.290106.535.62142.120.791398115.9630.3960.3950.4070.23182.4617.94100.40.57143285.7140.3480.3480.3590.20370.287.8178.090.44145066.9950.30.30.3110.17555.72-4.6651.060.28147243.2860.2740.2710.2800.15942.81-17.025.810.1214

6、9018.77Un=220伏()c.從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)，共讀取5-6組數(shù)據(jù)，記錄于表3-3中。表3-3五. 實驗報告1. 由空載、短路試驗的數(shù)據(jù)求異步電機等效電路的參數(shù)。Q圖3-5電機中的鐵耗和機械損耗(1)由短路試驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù)=34.516Q短路電抗xkvzKrK=127.203Q式中UK、IRPK流、三相短路功率。由短路特性曲線上查得,相應于Ik為額定電流時的相電壓、相電轉(zhuǎn)子電阻的折合值r2rKr1=802.920Q空載電阻=118.280°空載電抗xo<zOrj=7940145Q式中U0、

7、I0、P0相應于U0為額定電壓時的相電壓、相電流、三相空載功率。式中PFe為額定電壓時的鐵耗，由圖3-4確定。2.作工作特性曲線B、I1、n、"Scos1=f(P2)由負載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表3-4中。表3-4U1=220V()If=0.6A序號電動機輸入電動機輸出計算值I1(A)R(W)T2(N-m)n(r/min)P2(WS(%)門(%)cos110.345177.860.971365139.039%78.17%0.7820.290142.120.791398115.966.9%81.59%0.7430.231100.40.57143285.714.53%85.37%0.

8、6640.20378.090.44145066.993.33%85.79%0.5850.17551.060.28147243.281.87%84.76%0.4460.15925.810.12149018.770.67%72.72%0.25計算公式為:11S1500n100%1500式中I1定子繞組相電流，A;U1定子繞組相電壓，V;S轉(zhuǎn)差率；效率。I1/IAI1/IAIA(A)P1/IA2. 由損耗分析法求額定負載時的效率電動機的損耗有：鐵耗PFe機械損耗Pmec定子銅耗Pcui3I2ri轉(zhuǎn)子銅耗Pcu2寶100雜散損耗Pad取為額定負載時輸入功率的0.5%。式中Pem電磁功率，WPem=P1

9、-Pcul-PFe鐵耗和機械損耗之和為:P0，=PFe+Pmec=Po-3IO為了分離鐵耗和機械損耗，作曲線Pof（U（2）,如圖3-4。延長曲線的直線部分與縱軸相交于P點，P點的縱座標即為電動機的機械損耗Pmec,過P點作平行于橫軸的直線，可得不同電壓的鐵耗PFe。電機的總損耗月P=PFe+Pcul+Pcu2+Pad于是求得額定負載時的效率為：一P100%P1式中P1、S、I1由工作特性曲線上對應于P2為額定功率R時查得。實驗四三相異步電動機的起動與調(diào)速一. 實驗目的通過實驗掌握異步電動機的起動和調(diào)速的方法。二. 預習要點1. 復習異步電動機有哪些起動方法和起動技術指標。2. 復習異步電動機

10、的調(diào)速方法。三. 實驗項目1. 異步電動機的直接起動。2. 異步電動機星形一一三角形（Y-A）換接起動。3. 自耦變壓器起動。四. 實驗設備及儀器1. NMCEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏（含交流電壓表）。2. 電機導軌及測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（MMEL-13）。3. 鼠籠式異步電動機（M04）。五. 實驗方法1.三相籠型異步電動機直接起動試驗。按圖3-3,3-4接線，電機繞組為接法。起動前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量實驗箱（MMEL-13）中“轉(zhuǎn)矩設定”電位器旋鈕逆時針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機導軌和MEL-13的連接是否良好。把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到

11、底，合上綠色"閉合"按鈕開關。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉(zhuǎn)。（電機起動后，觀察MMEL-13中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動電機。）a. 斷開三相交流電源，待電動機完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使電機全壓起動，觀察并記錄電機起動瞬間電流值。b. 斷開三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測功機堵特孔中，將測功機定轉(zhuǎn)子堵住。c. 合上三相交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表，使電機電流達23倍額定電流，讀取電壓值Uk、電流值Ik、轉(zhuǎn)矩值Tk,填入表中，注意試驗時，通電時間不應超過10秒，以免繞組過熱。

12、對應于額定電壓的起動轉(zhuǎn)矩Tst和起動電流I比按下式計算：Tst('ST)2Tk1K式中Ik：起動試驗時的電流值，A；Tk:起動試驗時的轉(zhuǎn)矩值，N.m；"UnX11ST()1KUK式中Uk：起動試驗時的電壓值，V;Un:電機額定電壓，V;測量值計算值Uk(V)Ik(A)Tk(N.m)Tst(N.m)Ist(A)133.71.2320.523.8123.3362. 星形一一三角形(Y-A)起動a. 按圖3-3,3-4接線，起動前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關合向右邊(Y)接法。合上電源開關，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓升高至電機額定電壓Un=220V,斷開電源開關，待電機停轉(zhuǎn)

13、。待電機完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關，觀察并記錄起動瞬間的電流，然后把S合向左邊(接法)，觀察并記錄瞬間電流表的顯示值(與直接啟動方法啟動電流作比較)，電機進入正常運行，整個起動過程結束。Ia(A)Ib(A)Ic+(A)Y接法0.2620.2620.265接法0.2300.2240.2253. 自耦變壓器降壓起動按圖3-3,3-4接線，電機繞組為接法。先把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達110伏，斷開電源開關，待電機停轉(zhuǎn)。待電機完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開關，使電機就自耦變壓器，降壓起動，觀察并記錄電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)一定時間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機達電機額定電壓Un=22

14、0伏,整個起動過程結束。Ia(A)Ib(A)Ic+(A)0.4150.4150.41六. 實驗報告1. 由起動試驗數(shù)據(jù)求下述三種情況下的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩：(1) 外施額定電壓UN。(直接法起動)起動電流Ist=(220/133.7)*1.232=3.336A起動轉(zhuǎn)矩Tst=(3.336/1.232)*(3.336/1.232)*0.52=3.812(N*M)(2) 外施電壓為U/P3。(丫一起動)起動電流為直接啟動電流的1/3，啟動轉(zhuǎn)矩也將為直接啟動時的起動轉(zhuǎn)矩的1/3。Ist=3.336/3=1.112ATst=3.812/3=1.271(N*M)(3) 外施電壓為U/Ka,式中Ka為起動

15、用自耦變壓器的變比。(自耦變壓器起動)。自耦變壓器的降壓比為K=U2/U1=0.5啟動電流為直接啟動時的起動電流的K倍，啟動轉(zhuǎn)矩也為直接啟動時啟動轉(zhuǎn)矩的K2倍。Ist=3.336/4=0.834ATst=3.812/4=0.953A七. 思考題1. 比較異步電動機不同起動方法的優(yōu)缺點。在額定電壓下直接啟動優(yōu)點：不需要專門的啟動設備，只用刀閘或者通過接觸器直接把異步電機接到電源上。缺點：啟動電流大，會給電源帶來不良影響。星-三角啟動優(yōu)點：設備簡單，只需一套啟動器，具有體積小，重量輕，價格便宜，維修方便的特點。缺點：啟動電壓不能調(diào)節(jié)：只適用于正常運行時定子繞組為三角形聯(lián)接的異步電動機；由于啟動轉(zhuǎn)矩

16、校，所以只適用于空載或者輕載啟動。自耦變壓器降壓啟動優(yōu)點：與星-三角啟動相比，自耦變壓器啟動有幾個抽頭可以選用，比較靈活。缺點：自耦變壓器體積大，價格高，不允許頻繁啟動。實驗五.異步電機的M-S曲線測繪一.實驗目的轉(zhuǎn)差曲線，并加用本電機教學實驗臺的測功機轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測繪各種異步電機的轉(zhuǎn)矩以比較。1. 復習電機M-S特性曲線。2. M-S特性的測試方法。三. 實驗項目1.鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪測。2. 繞線式異步電動機的M-S曲線測繪。三.實驗原理稱TTst0異步電機的機械特性的圖5-1所示。在某一轉(zhuǎn)差率Sm時，轉(zhuǎn)矩有一最大值Tm,為異步電機的最大轉(zhuǎn)矩，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。是異步電動機可

17、能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負載轉(zhuǎn)矩圖5-1異步機的機械特性Tz>Tm,電動機將承擔不了而停轉(zhuǎn)。起動轉(zhuǎn)矩是異步電動機接至電源開始起動時的電磁轉(zhuǎn)矩，此時S=1(n=0)。對于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電阻，便能改變Tst,從而可改變起動特性。異步電動機的機械特性可視為兩部分組成，即當負載功率轉(zhuǎn)矩Tz<Tn時，機械特性近似為直線，稱為機械特性的直線部分，又可稱為工作部分，因電動機不論帶何種負載均能穩(wěn)定運行；當SASm時，機械特性為一曲線，稱為機械特性的曲線部分，對恒轉(zhuǎn)矩負載或恒功率負載而言，因為電動機這一特性段與這類負載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電機不能穩(wěn)定運行，而對于通風機負載，則在這

18、一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實驗系統(tǒng)中，通過對電機的轉(zhuǎn)速進行檢測，動態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生隨著電機轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負載，使電機穩(wěn)定地運行了機械特性的曲線部分。通過讀取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機的M-S曲線。四. 實驗設備1. MEL系列電機系統(tǒng)教學實驗臺主控制屏。2. 電機導軌及測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量(MMEL-13)。3. 交流表電機起動箱(MMEL-001A)。4. 三相鼠籠式異步電動機M04。五. 實驗方法1.鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪按圖3-3,3-4接線，定子繞組Y接法。起動電機前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底，并將MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關扳向“轉(zhuǎn)速控制”，并將“轉(zhuǎn)速設定”調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)到底。實驗步驟：使電壓輸出為220V,(1) 按下綠色“閉合”按鈕開關，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，起動交流電機。觀察電機的旋轉(zhuǎn)方向，是之符合要求。M04電機的負載將200轉(zhuǎn)/分左右(注(2) 逆時針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設定”電位器經(jīng)過一段時間的延時后，隨之增加，其轉(zhuǎn)速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機由空載